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混凝土施工温度与裂缝防治

发布时间:2021-04-09 10:05 人气:

  在大体积混凝土中,温度应力及温度控制具有重要意义。施工中由于温度而产生的裂缝,影响到结构的整体性和耐久性。有必要对其成因和处理措施进行研究。

  一、裂缝原因

  混凝土硬化期间水泥释放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝土的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

  二、温度应力分析

  温度应力的形成过程可分为早中晚三个阶段。

  (1)早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝土弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。

  (2)中期:自水泥放热作用基本结束至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相迭加,在此期间混凝土的弹性模量变化不大。

  (3)晚期:混凝土完全冷却后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相迭加。

  三、温度的控制和防止裂缝的措施

  为了防止裂缝,减轻温度应力可从控制温度和改善约束条件两方面着手。

  控制温度的措施如下:

  (1)改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量。

  (2)拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度。

  (3)夏季浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热。

  (4)在混凝土中埋设水管,通入冷水降温。

  (5)规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。

  (6)施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施。

  改善约束条件的措施有三条,合理地分缝分块;避免基础过大起伏;合理安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露。此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝十分重要,应特别注意避免产生贯穿裂缝。

  为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。

  四、混凝土的早期养护

  实践证明,混凝土常见裂缝大多是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降形成裂缝。混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。

  从温度应力观点出发,保温应达到下述要求:防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝;防止混凝土超冷,应尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度;防止老混凝土过冷,以减少新老混凝土间的约束。

  混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到两方面效果,一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩;另一方面使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。

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